在打击或冲击开始的瞬间,在颗粒内部产生应力波,迅速向四方传播,并在内部缺陷、裂纹和晶粒界面等处产生应力集中,促使颗粒首先沿这些脆弱面而破碎。这一点对破碎混凝土或铺路用的石料极为重要。冲击破碎机利用高速冲击破碎石块,断裂主要是沿着内部的微观裂纹或脆弱面,破裂后的小块(破碎产品),其内部裂纹或脆弱面的数目将大为减少,因而强度提高。这一点对建材工业很是重要,使破碎产品可以满足混凝土或铺路石料在强度上的要求。
在自由破碎(即颗粒受压破碎时可以自由伸展)或冲击破碎条件下,裂缝沿颗粒内部的脆弱面发展扩散。对于组织不均匀或由多种成分组成的物料,裂缝将发生于强度zui低的成分内部。在破碎产品中,强度较高的成分的粒度将较大,强度较低的成分的粒度将较小,产生所谓“选择性破碎”作用。例如煤中含有矸石和黄铁矿杂质,它们的强度较煤本身的强度高,有一种圆筒式碎煤机,利用选择性破碎的原理,使煤破碎至较小的粒度,矸石和黄铁矿破碎至较大的粒度,因而通过筛分可以将煤同矸石或黄铁矿分开,以得到高质量的精煤。
粉碎能耗消耗于以下几方面:
(1)粉碎机械传动中的能耗;
(2)颗粒在粉碎发生之前的变形功;
(3)粉碎产品新增加表面积的表面能;
(4)颗粒表面结构发生变化所消耗的能。例如产生表面活性点,表面形成无定形层或氧化物层。
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